留著一頭長髮，黑色粗框眼鏡，她，是清大生技所博士班學生朱麗安，年紀輕輕已經是第九屆（2016 年）台灣女科學家「孟粹珠獎學金」得主。
初次見面，她與我想像中的「科學家」有段距離。
台灣女科學家「孟粹珠獎學金」得主朱麗安。圖／吳健雄學術基金會提供
或許因為是學生身分，反而讓提問不再那麼有心理負擔，畢竟每回要在各專家學者前提出笨問題，內心總會先經過一番不小的掙扎（科學領域太高深莫測，不是那個領域專家真的很難搞懂啊）。
所以，故事要從腐敗垃圾上飛舞的小小果蠅開始。你沒看錯，朱麗安的研究主題就是果蠅。
或許你內心跟我有一樣的疑惑：在外人眼中，飛來飛去的果蠅能有什麼大學問？對朱麗安來說，這隻小生物的行為和人腦一樣有趣。「其實果蠅分工很精細，這麼小的腦，卻已經有學習跟記憶的功能」。
小小果蠅 大大學問：研究人腦的前驅模式動物
民眾眼裡沒什麼用的果蠅，是科學家研究人腦的重要基礎。
身長只有 2.5 毫米的母果蠅（公果蠅更小），腦內已經有 13 萬 5000 個神經元，雖然與人類超過 1000 億個神經元相比還是小巫見大巫，卻能讓科學家藉此推估人腦的運作方式。到目前為止，科學家已經能透過操控果蠅特定的神經元或基因，來了解這些構造在訊息傳遞過程中如何在果蠅大腦裡運作。此外，果蠅培養成本低，生命週期短（約 60 天左右），對於需要大量數據搜集的實驗類型非常有幫助，並能與目前許多大數據分析做配合運用；目前科學家已經發現，有超過 60% 的人類疾病，能在果蠅基因體上找到同源基因。最重要的，由於果蠅基因容易操控，人類許多遺傳性疾病（如阿茲海默症、帕金森氏症）都可以轉植到果蠅上研究，對於無法直接進行人體實驗的遺傳性疾病來說，是一個很大的進步。
3D 模擬果蠅嗅覺訊息處理過程
「現在我們用果蠅來做實驗的行為主要有求偶跟學習與記憶。」，朱麗安所屬的實驗室是全台灣數一數二、專做果蠅的實驗室。她的指導老師江安世 2007 年發表在知名期刊《細胞》的「果蠅腦內嗅覺神經網路地圖」，把果蠅處理嗅覺訊息過程的最後一個階段——果蠅腦內神經元如何接受訊息、分析解碼各種味道——用 3D 立體影像呈現，研究發表當下在學術界引起不小震撼。
江安世實驗團隊所建立的果蠅腦內嗅覺神經網路地圖。圖 /取自科技大觀園。
清大生物科技研究所教授江世安在研究中發現，小小果蠅光是嗅覺處理就有三道關卡——鼻子嗅覺細胞接觸到氣味分子、腦神經把嗅覺傳到位在鼻子後方的嗅小球、嗅小球再經由軸突投射到蕈狀體的接收區域，由蕈狀體進行分析。
設計雷射追蹤系統 解密果蠅記憶形成
不知道你是不是和我一樣，對於果蠅能如此細緻處理氣味的過程感到驚豔，如果是的話那你可能有所不知，其實果蠅和人類一樣，還可以記住一些事情，特別是怎麼「找對象」。
果蠅求偶有很多個階段，有時會以環繞或追逐等行為接近母果蠅，距離較遠時公果蠅會以振翅發出聲音吸引異性，接近母果蠅後改成單翅（就像是舉手跳舞希望女生看見那樣啦~），更靠近則會以嗅覺或味覺來偵測母果蠅是不是已經交配過。「果蠅的行為其實很精細，不同的神經有不同的行為。」2008 年開始，朱麗安利用自己過去念機械的專長，與動機系博士班學生吳明親、光電所研究員林彥穎，共同開發「雷射追蹤果蠅系統」。這個結合生科、工程、電機的系統，可以讓科學家在自然環境中觀察腦神經如何操控公果蠅行為。
ALTOMS 示意圖。此系統的組成有果蠅競技場、影像捕捉模組、智慧中央控制模組和雷射掃描模組。
看不懂嗎？馬上翻成白話文給你看。
2016年台灣女科學家獎「孟粹珠獎學金」得主朱麗安。圖／吳健雄學術基金會提供
實驗是這樣設計的：「我們以母果蠅為中心，向外畫 3.5 毫米的圓圈，只要公果蠅進入這個範圍，就用雷射打公果蠅直到他離開為止。」這個「阻止公果蠅找女友」的實驗，雖然聽起來有點殘酷，最後卻獲得不小成果。由於求偶行為屬於果蠅的主動式學習，朱麗安和她的研究團隊發現，用這種方式打果蠅，很快就能形成長期記憶、效果也比較持久（打一小時雷射、隔天還會記得），公果蠅很快就能學會不能太靠近母果蠅，否則會被打；相較於被動式學習（電擊配合味道，訓練果蠅討厭特定氣味）三小時訓練只能維持 24 小時，差異其實很大。經過 6 年的努力，加上實驗室新進成員蕭伯彥的幫忙，這個研究成果最後登上《美國國家科學院院刊》（PNAS）。
結合不同領域專長 開發實驗新工具
但這其實不是朱麗安第一次開發新工具，早在 2011 年，朱麗安還是清大生科研究所博士班二年級時，就曾與另一組動力機械系學生一同研發處女果蠅自動搜集器，顧名思義就是能自動篩選處女果蠅的機器，並獲得國家新創獎以及國際科技儀器新創獎首獎的肯定。
「我發現我的興趣是結合不同領域的專長，利用新技術開發新工具，希望能在生物研究上，創造新的突破。」目前還是博士班七年級學生的朱麗安，近期正和中研院合作開發超解析顯微鏡，希望能看見果蠅腦中更精細的結構。
旁敲側擊 間接回應社會需求
身為女性在生涯選擇上，難免面臨來自家庭的壓力。「我還是希望自己的研究跟人類生活有關聯」，深奧難懂大概是多數人談起科學的第一印象，大學念機械的朱麗安，半路才「出家」鑽研果蠅，在她眼裡的生物學比較直觀。「科學家透過模式生物了解神經控制行為的機制，過程中也會開發很多新工具，未來有機會可以應用到人類身上」。當然，模式生物離臨床的人體實驗還很遙遠，但科學上每一小步的前進，都是科學家千錘百鍊實驗的結果，有了模式生物，我們要理解複雜的人腦或許就不再是天方夜譚。
下回在家中看見小小果蠅，可別再只是覺得它惱人了！
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